化学教学中科学探究两例，本文主要内容关键词为：化学论文,科学论文,教学中论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
一、科学探究与化学教学
科学探究是“科学家解决问题的过程”。科学家通过科学探究，不仅锻造了自身的科学能力和科学品格，而且还丰富了人类的科学知识和科学方法。把科学探究引入学科教学，就是以科学知识的再生产理论为指导，给学生提供模拟科学探究活动的机会，使他们通过探究活动实现掌握科学概念、形成探究能力和培养科学态度等诸方面的有机统一。
由于科学探究在科学的独特教育功能，“以探究为基础”已经成为国际中小学科学课程改革的重要基本理念之一，故国际文凭组织（IBO）在中学课程计划中明确指出：“探究性活动是科学教育的基础”。我国教育部最近颁布的《全日制普通高级中学课程计划（试验修订稿）》，在物理、化学、生物等学科都增加了“研究性课题”的内容。新编化学教科书除增加“研究性课题”以外，还采取了以下三个层面的措施：（1）“绪论”就发现和提出问题、分析问题和解决问题、训练科学方法、培养科学态度等直接向学生提出明确要求，并引用爱因斯坦推崇的名言“对真理的追求比对真理的占有更为可贵”，以激发学生参与探究活动的积极性。（2）“碱金属”、“卤族元素”、“元素周期律”等章节的编写采用“事实—分析—推论—实验验证—结论”等程序，为学生提供科学探究的典型范例。（3）通过设置“讨论题”等形式，为学生提供探究的情境。其具体安排包括：在重要规律得出前，插入“讨论题”，让学生有一个探究过程：在有关实验后插入讨论题，让学生完成从现象到结论的推理分析过程；对原有概念进行重新定义前插入讨论题，让学生自己扩展认识提出建议等。因此，化学教学应该顺应中小学科学课程改革的潮流，根据教学大纲和教材的指向，将探究这一教学策略，贯穿在学科教学的全过程。
二、化学教学中探究教学的示例
根据探究过程中理性方法的差异，本文将化学教学中的探究活动分为逻辑型、假说型、数学型和类比型等四种基本形式。目前，逻辑（抽象）和假说这两种模式在化学教学中使用比较普遍，其典型教学示例也很多。本文仅就数学型（示例1）和类比型（示例2）的探究教学各列举一个示例。
示例1 碱金属密度的变化规律
（1）提出问题 碱金属单质的密度有怎样的变化规律？
（2）事实材料
元素 LiNaK RbCs
0.534 0.97 0.86 1.532 1.879
（ρ/g·cm[-3）
（3）构造数学模型 从表面上看，碱金属的密度随元素核电荷数的增加呈增大趋势，但钾的密度比钠的密度小。其实，碱金属单质可以看作是由碱金属原子紧密堆积而成的，因此它们的密度（ρ）应与相对原子质量（Ar）成正比，与原子体积的大小[（4/3）πr[3]]成反比，即与原子半径（r）的3次方成反比。各碱金属元素原子的Ar/r[3]值见表2：
元素 Li Na K
Rb
Cs
相对原子质量（Ar）6.941 22.99
39.10
85.47 132.9
原子半径（r/nm） 0.152 0.186
0.227
0.248 0.265
Ar/r[3] 1976
3573
33435603
7141
因此，碱金属单质的密度（ρ）与（Ar/r[3]）的关系为：ρ=2.67×10[-4]Ar/r[3] ①
（4）检验 用①式计算得各碱金属元素单质的密度（ρ，单位：g·cm[-3]）如表3：
元素 Li
Na K RbCs
密度计算值
0.5280.95 0.89 1.4961.906
密度实验值
0.5340.97 0.86 1.5321.879
绝对偏差 0.0060.02 0.03 0.0360.027
比较①式的计算值和教科书所给的实验值可以发现两者非常接近，其平均绝对偏差约为0.024，只占密度平均值的2％左右。
（5）结论 碱金属单质的密度（ρ）表面上随核电荷数的增加呈增大趋势，实际与相对原子质量（Ar）成正比，与原子半径（r）的3次方成反比。
（6）应用（略）
示例2 过氧化钠与二氧化碳的反应
（1）提出问题 过氧化钠能否与二氧化碳反应？
（2）事实材料
①Na[，2]O+H[，2]O
2NaOH
②Na[，2]O+CO[，2]Na[，2]CO[，3]
③2Na[，2]O[，2]+2H[，2]O4NaOH+O[，2]↑
（3）类比并提出假设 Na[，2]O和Na[，2]O[，2]与H[，2]O反应，都有NaOH生成，但后者有O[，2]生成而前者没有。因此，可推测Na[，2]O[，2]与CO[，2]也能发生反应，除生成与Na[，2]O和CO[，2]相同的反应产物Na[，2]CO[，3]外，还有O[，2]生成。
（4）实验验证 Na[，2]O[，2]能与CO[，2]发生反应，产生的气体能使带火星的木条复燃。
（5）结论 假设成立，Na[，2]O[，2]与CO[，2]的反应为：
2Na[，2]O[，2]+2CO[，2]2Na[，2]CO[，3]+O[，2]↑
其中Na[，2]O[，2]既是氧化剂，又是还原剂。
（6）应用（略）
探究教学相对于传统教学模式，把握起来难度相对较大，而且耗时较多，特别是以学生独立进行为主的自由探究。因此，在化学教学中，实施科学探究不能忽视教师对学生探究的导向作用。只有处理好探究过程中教师主导和学生主体的关系，才能在化学教学的时空范围内，充分发挥科学探究的教育功能。